3D列印人工耳 美康大突破
康乃爾大學助理教授波納瑟展示3D技術製成的人工耳朵。(法新社)
〔國際新聞中心/綜合報導〕細胞再生科學夯,隸屬再生領域的3D印刷術應用也越來越廣,美國康乃爾大學就運用3D印刷術製造出栩栩如生的人工耳朵。
康大研究人員20日在線上期刊「公共科學圖書館期刊」(PLoS One)發表第一階段成果,並展示使用牛軟骨培育出的人工耳朵。目前團隊還在進行第二階段使用自體細胞製造新耳的研究,若研究獲致成功,就能為需要移植者迅速客製器官。
團隊先以3D攝影機圍繞患者頭部拍攝耳朵照片,然後把幾何構造圖輸入電腦,用3D印表機輸出,製成耳朵軟模型。接著團隊再把充滿牛細胞的特殊膠原蛋白膠注入軟骨,形成軟骨骨架。幾週內軟骨就會逐漸成長,取代覆蓋其外的膠原蛋白,3個月後,柔軟且具有功能的外耳就此長成。
現今的義耳需借助金屬棒緊連頭部固定,如果是兒童患者,醫師有時會從肋骨周邊較硬處取出軟骨製造新耳,但此舉工程浩大。康大團隊說,使用傳統作法做出的義耳往往不夠自然,而且功能也不夠好,因此才會興起以病患自體細胞培育替代耳的想法。
3D印刷造耳 免去傳統鑄模
康大採用的3D印刷技術免去傳統鑄模麻煩,製造耳朵模型也不需電腦斷層掃描,因此不會有輻射問題;此外,拍攝照片供電腦鑄成耳朵模型僅需半天時間,輸出軟模型花費一天,注入膠原蛋白膠只需30分鐘,再花30分鐘即可製成軟骨骨架,速度相當快。團隊現在更直接把膠原蛋白膠中的活體細胞當做印表機的「墨水」,讓印出來的軟模型直接就覆蓋有膠原蛋白膠,無需再花注射時間,造耳速度更快。
活體細胞當墨水
康大現階段以「小耳症」患者為研究對象,進行以患者自體細胞結合3D印刷術的實驗。由於小耳症患者只有內耳、外耳發展不全,雖有一些可製造耳軟骨的細胞,但數量不夠,因此團隊正在實驗刺激細胞生長的方法,往後就能在實驗室裡培育可製造軟骨的細胞,用以製造新耳。
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